معلومة

5.15: التنوع الجيني والانحراف - علم الأحياء

5.15: التنوع الجيني والانحراف - علم الأحياء


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

أهداف التعلم

  • وصف الأنواع المختلفة من التباين في المجتمع

غالبًا ما يظهر الأفراد في مجموعة سكانية أنماطًا ظاهرية مختلفة ، أو يعبرون عن أليلات مختلفة لجين معين ، يشار إليها باسم تعدد الأشكال. يُطلق على السكان الذين لديهم تباينان أو أكثر من خصائص معينة اسم متعدد الأشكال. يتأثر توزيع الأنماط الظاهرية بين الأفراد ، والمعروف باسم التباين السكاني ، بعدد من العوامل ، بما في ذلك التركيب الجيني للسكان والبيئة (الشكل 1). يعد فهم مصادر اختلاف النمط الظاهري في مجموعة سكانية أمرًا مهمًا لتحديد كيفية تطور السكان استجابةً للضغوط التطورية المختلفة.

التباين الجيني

يمكن للانتقاء الطبيعي وبعض القوى التطورية الأخرى أن تعمل فقط على السمات الوراثية ، أي الشفرة الجينية للكائن الحي. نظرًا لأن الأليلات تنتقل من الوالد إلى الأبناء ، فقد يتم اختيار تلك التي تمنح سمات أو سلوكيات مفيدة ، بينما يمكن اختيار الأليلات الضارة ضدها. الصفات المكتسبة ، في الغالب ، ليست وراثية. على سبيل المثال ، إذا كان أحد الرياضيين يمارس الرياضة في صالة الألعاب الرياضية كل يوم ، ليبني قوة العضلات ، فلن يكبر نسل الرياضي بالضرورة ليصبح لاعب كمال أجسام. إذا كان هناك أساس وراثي للقدرة على الجري بسرعة ، من ناحية أخرى ، فقد ينتقل هذا إلى الطفل.

قبل أن يصبح التطور الدارويني هو النظرية السائدة في هذا المجال ، وضع عالم الطبيعة الفرنسي جان بابتيست لامارك نظرية مفادها أن السمات المكتسبة يمكن في الواقع توريثها ؛ في حين أن هذه الفرضية كانت غير مدعومة إلى حد كبير ، بدأ العلماء مؤخرًا في إدراك أن لامارك لم يكن مخطئًا تمامًا. قم بزيارة هذا الموقع لمعرفة المزيد.

التوريث هو جزء من تغير النمط الظاهري الذي يمكن أن يعزى إلى الاختلافات الجينية ، أو التباين الجيني ، بين الأفراد في مجموعة سكانية. كلما زادت قابلية التوريث للتنوع الظاهري للسكان ، كلما كان أكثر عرضة للقوى التطورية التي تعمل على التباين الوراثي.

يسمى تنوع الأليلات والأنماط الجينية داخل مجموعة سكانية التباين الجيني. عندما يشارك العلماء في تربية أحد الأنواع ، مثل الحيوانات في حدائق الحيوان والمحميات الطبيعية ، فإنهم يحاولون زيادة التباين الجيني للسكان للحفاظ على أكبر قدر ممكن من التنوع الظاهري. يساعد هذا أيضًا في تقليل المخاطر المرتبطة بـ زواج الأقارب، التزاوج بين الأفراد المرتبطين ارتباطًا وثيقًا ، والذي يمكن أن يكون له تأثير غير مرغوب فيه يتمثل في الجمع بين الطفرات المتنحية الضارة التي يمكن أن تسبب تشوهات وقابلية للإصابة بالأمراض. على سبيل المثال ، قد يوجد مرض ناجم عن أليل نادر متنحي في مجموعة سكانية ، لكنه لن يظهر إلا عندما يحمل الفرد نسختين من الأليل. نظرًا لأن الأليل نادر في مجموعة سكانية طبيعية وصحية مع موطن غير مقيد ، فإن فرصة تزاوج حاملتين منخفضة ، وحتى في هذه الحالة ، فإن 25 في المائة فقط من نسلهم سيرثون أليل المرض من كلا الوالدين. في حين أنه من المحتمل أن يحدث في مرحلة ما ، فإنه لن يحدث بشكل متكرر بما يكفي لكي يتمكن الانتقاء الطبيعي من القضاء بسرعة على الأليل من السكان ، ونتيجة لذلك ، سيتم الحفاظ على الأليل عند مستويات منخفضة في تجمع الجينات. ومع ذلك ، إذا بدأت عائلة من الناقلات في التزاوج مع بعضها البعض ، فإن هذا سيزيد بشكل كبير من احتمال تزاوج اثنين من الناقلات وفي النهاية إنتاج ذرية مريضة ، وهي ظاهرة تعرف باسم اكتئاب زواج الأقارب.

يمكن للتغييرات في ترددات الأليل التي تم تحديدها في مجتمع ما أن تلقي الضوء على كيفية تطورها. بالإضافة إلى الانتقاء الطبيعي ، هناك قوى تطورية أخرى يمكن أن تلعب دورًا: الانجراف الجيني ، وتدفق الجينات ، والطفرة ، والتزاوج غير العشوائي ، والتباينات البيئية.

الانحراف الجيني

تنبع نظرية الانتقاء الطبيعي من ملاحظة أن بعض الأفراد في المجتمع يكونون أكثر عرضة للبقاء على قيد الحياة لفترة أطول ولديهم ذرية أكثر من غيرهم ؛ وبالتالي ، سوف ينقلون المزيد من جيناتهم إلى الجيل القادم. ذكر الغوريلا الضخم والقوي ، على سبيل المثال ، هو أكثر احتمالا بكثير من الغوريلا الأصغر والأضعف أن يصبح رجلا فضية من السكان ، زعيم القطيع الذي يتزاوج أكثر بكثير من الذكور الآخرين في المجموعة. سوف ينجب قائد المجموعة نسلًا أكثر ، يتشاركون في نصف جيناته ، ومن المرجح أيضًا أن ينمو أكبر وأقوى مثل والدهم. بمرور الوقت ، ستزداد الجينات ذات الحجم الأكبر في التكرار بين السكان ، ونتيجة لذلك سيزداد عدد السكان في المتوسط. أي أن هذا سيحدث إذا كان هذا بالذات ضغط الاختيار، أو القوة الانتقائية الدافعة ، هي الوحيدة التي تعمل على السكان. في أمثلة أخرى ، قد يشكل التمويه الأفضل أو مقاومة أقوى للجفاف ضغط الاختيار.

هناك طريقة أخرى يمكن من خلالها تغيير ترددات الأليل والنمط الجيني للسكان الانحراف الجيني (الشكل 2) ، وهو ببساطة تأثير الصدفة. عن طريق الصدفة ، سيكون لدى بعض الأفراد ذرية أكثر من غيرهم - ليس بسبب ميزة تمنحها بعض السمات المشفرة وراثيًا ، ولكن لمجرد وجود ذكر واحد في المكان المناسب في الوقت المناسب (عندما كانت الأنثى المستقبلة تسير بجانبه) أو لأن الآخر حدث في المكان الخطأ في الوقت الخطأ (عندما كان الثعلب يصطاد).

الشكل 2. انقر للحصول على صورة أكبر. يمكن أن يؤدي الانجراف الجيني في مجموعة سكانية إلى القضاء على أليل من السكان عن طريق الصدفة. في هذا المثال ، الأرانب ذات لون المعطف البني أليل (ب) مهيمنة على الأرانب ذات أليل لون المعطف الأبيض (ب). في الجيل الأول ، يحدث الأليلين بتردد متساوٍ في المجتمع ، مما يؤدي إلى قيم p و q تساوي 0.5. يتكاثر نصف الأفراد فقط ، مما ينتج عنه جيل ثان بقيمتي p و q .7 و .3 ، على التوالي. يتكاثر شخصان فقط من الجيل الثاني ، وبالصدفة يكون هؤلاء الأفراد متماثلين في الغالب على لون المعطف البني. نتيجة لذلك ، في الجيل الثالث ، يُفقد الأليل المتنحي ب.

سؤال الممارسة

هل تعتقد أن الانجراف الجيني سيحدث بسرعة أكبر في الجزيرة أو في البر الرئيسي؟

[صفوف منطقة الممارسة = "2 ″] [/ منطقة الممارسة]
[تكشف-إجابة q = ”949142 ″] إظهار الإجابة [/ تكشف-الإجابة]
[hidden-answer a = ”949142 ″] من المحتمل أن يحدث الانجراف الجيني بسرعة أكبر على جزيرة حيث من المتوقع حدوث تجمعات أصغر. [/ hidden-answer]

المجموعات السكانية الصغيرة أكثر عرضة لقوى الانجراف الجيني. من ناحية أخرى ، يتم عزل أعداد كبيرة من السكان ضد آثار الصدفة. إذا مات فرد من مجموعة مكونة من 10 أفراد في سن مبكرة قبل أن يترك أي نسل للجيل التالي ، فستفقد فجأة جميع جيناته - 1/10 من مجموعة جينات السكان. من بين سكان يبلغ عددهم 100 نسمة ، يمثل هذا 1 بالمائة فقط من إجمالي مجموعة الجينات ؛ لذلك ، فهو أقل تأثيرًا على التركيب الجيني للسكان.

شاهد هذه الرسوم المتحركة لأخذ العينات العشوائية والانحراف الجيني أثناء العمل:

تأثير عنق الزجاجة

يمكن أيضًا تضخيم الانجراف الجيني بفعل الأحداث الطبيعية ، مثل الكوارث الطبيعية التي تقتل - بشكل عشوائي - جزءًا كبيرًا من السكان. معروف ب تأثير عنق الزجاجة، يؤدي إلى محو جزء كبير من الجينوم فجأة (الشكل 3). في ضربة واحدة ، يصبح التركيب الجيني للناجين هو التركيب الجيني لجميع السكان ، والذي قد يكون مختلفًا تمامًا عن السكان قبل وقوع الكارثة.

تأثير المؤسس

سيناريو آخر قد يتعرض فيه السكان لتأثير قوي للانجراف الجيني هو إذا غادر جزء من السكان لبدء مجموعة سكانية جديدة في موقع جديد أو إذا تم تقسيم السكان بواسطة حاجز مادي من نوع ما. في هذه الحالة ، من غير المحتمل أن يكون هؤلاء الأفراد ممثلين لجميع السكان ، مما يؤدي إلى تأثير المؤسس. يحدث تأثير المؤسس عندما تتغير البنية الجينية لتتناسب مع الآباء والأمهات المؤسسين للسكان الجدد. يُعتقد أن تأثير المؤسس كان عاملاً رئيسياً في التاريخ الجيني للسكان الأفريكانيين للمستوطنين الهولنديين في جنوب إفريقيا ، كما يتضح من الطفرات الشائعة في الأفريكانيين ولكنها نادرة في معظم المجموعات السكانية الأخرى. من المحتمل أن هذا يرجع إلى حقيقة أن نسبة أعلى من المعتاد من المستعمرين المؤسسين تحمل هذه الطفرات. نتيجة لذلك ، يُظهر السكان ارتفاعًا غير عادي في حالات الإصابة بمرض هنتنغتون (HD) وفقر الدم فانكوني (FA) ، وهو اضطراب وراثي معروف بأنه يسبب نخاع الدم والتشوهات الخلقية - حتى السرطان.

شاهد هذا الفيديو القصير لمعرفة المزيد عن المؤسس وتأثيرات عنق الزجاجة. لاحظ أن الفيديو لا يحتوي على صوت.

تم استبعاد عنصر YouTube من هذا الإصدار من النص. يمكنك مشاهدته على الإنترنت هنا: pb.libretexts.org/fob1/؟p=94

اختبار تأثير عنق الزجاجة

سؤال: كيف تؤثر الكوارث الطبيعية على التركيب الجيني للسكان؟

خلفية: عندما يتم القضاء على جزء كبير من السكان فجأة بسبب زلزال أو إعصار ، فإن الأفراد الذين ينجون من الحدث عادة ما يكونون عينة عشوائية من المجموعة الأصلية. نتيجة لذلك ، يمكن أن يتغير التركيب الجيني للسكان بشكل كبير. تُعرف هذه الظاهرة باسم تأثير عنق الزجاجة.

فرضية: ستؤدي الكوارث الطبيعية المتكررة إلى تراكيب وراثية مختلفة للسكان ؛ لذلك ، في كل مرة يتم تشغيل هذه التجربة ، ستختلف النتائج.

اختبر الفرضية: احسب السكان الأصليين باستخدام حبات ملونة مختلفة. على سبيل المثال ، قد تمثل الخرز الأحمر والأزرق والأصفر الأفراد الأحمر والأزرق والأصفر. بعد تسجيل عدد كل فرد في المجموعة الأصلية ، ضعهم جميعًا في زجاجة ذات رقبة ضيقة تسمح فقط بخروج عدد قليل من الخرزات في كل مرة. ثم اسكب ثلث محتويات الزجاجة في وعاء. هذا يمثل الأفراد الناجين بعد كارثة طبيعية تقتل غالبية السكان. احسب عدد الخرزات الملونة المختلفة في الوعاء وقم بتسجيلها. ثم ضع كل الخرزات مرة أخرى في الزجاجة وكرر التجربة أربع مرات أخرى.

تحليل البيانات: قارن بين المجموعات الخمس التي نتجت عن التجربة. هل تحتوي جميع المجموعات السكانية على نفس العدد من الخرزات الملونة المختلفة ، أم أنها تختلف؟ تذكر أن جميع هذه المجموعات جاءت من نفس السكان الأصليين بالضبط.

تشكيل استنتاج: على الأرجح ، ستختلف المجموعات الخمس الناتجة بشكل كبير. هذا لأن الكوارث الطبيعية ليست انتقائية - فهي تقتل الأفراد وتحفظهم بشكل عشوائي. فكر الآن في كيفية تأثير ذلك على السكان الحقيقيين. ماذا يحدث عندما يضرب إعصار ساحل خليج المسيسيبي؟ كيف أجرة الطيور البحرية التي تعيش على الشاطئ؟

انسياب الجينات

قوة تطورية مهمة أخرى هي انسياب الجينات: تدفق الأليلات داخل وخارج السكان بسبب هجرة الأفراد أو الأمشاج (الشكل 4). في حين أن بعض المجموعات السكانية مستقرة إلى حد ما ، فإن البعض الآخر يعاني من مزيد من التدفق. العديد من النباتات ، على سبيل المثال ، ترسل حبوب اللقاح الخاصة بها على نطاق واسع ، عن طريق الرياح أو الطيور ، لتلقيح مجموعات أخرى من نفس النوع على بعد مسافة ما. حتى السكان الذين قد يبدو في البداية مستقرين ، مثل فخر الأسود ، يمكن أن يواجهوا نصيبه العادل من الهجرة والهجرة حيث يترك الذكور الناميون أمهاتهم للبحث عن فخر جديد مع الإناث غير المرتبطين وراثيا. لا يؤدي هذا التدفق المتغير للأفراد داخل وخارج المجموعة إلى تغيير البنية الجينية للسكان فحسب ، بل يمكنه أيضًا إدخال تنوع جيني جديد للمجموعات السكانية في المواقع والموائل الجيولوجية المختلفة.

طفره

الطفرات هي تغييرات في الحمض النووي للكائن الحي وهي محرك مهم للتنوع في السكان. تتطور الأنواع بسبب تراكم الطفرات التي تحدث بمرور الوقت. إن ظهور طفرات جديدة هو الطريقة الأكثر شيوعًا لإدخال التباين الوراثي والظاهري الجديد. بعض الطفرات غير مواتية أو ضارة ويتم القضاء عليها بسرعة من السكان عن طريق الانتقاء الطبيعي. البعض الآخر مفيد وسوف ينتشر بين السكان. يتم تحديد ما إذا كانت الطفرة مفيدة أم ضارة أم لا من خلال ما إذا كانت تساعد الكائن الحي على البقاء على قيد الحياة حتى النضج الجنسي والتكاثر. بعض الطفرات لا تفعل أي شيء ويمكن أن تبقى ، غير متأثرة بالانتقاء الطبيعي ، في الجينوم. يمكن أن يكون لبعضها تأثير كبير على الجين والنمط الظاهري الناتج.

التزاوج غير العشوائي

إذا تزاوج الأفراد مع أقرانهم بشكل غير عشوائي ، يمكن أن تكون النتيجة تغيرًا في عدد السكان. هناك العديد من الأسباب تزاوج غير عشوائي يحدث. أحد الأسباب هو اختيار الشريك البسيط. على سبيل المثال ، قد تفضل إناث الطاووس الطاووس ذي الذيل الأكبر والأكثر إشراقًا. يتم اختيار السمات التي تؤدي إلى مزيد من التزاوج للفرد عن طريق الانتقاء الطبيعي. شكل واحد شائع من اختيار الشريك يسمى التزاوج المتنوع، هو تفضيل الفرد للتزاوج مع شركاء متشابهين ظاهريًا مع أنفسهم.

سبب آخر للتزاوج غير العشوائي هو الموقع المادي. هذا صحيح بشكل خاص في عدد كبير من السكان موزعة على مسافات جغرافية كبيرة حيث لا يمكن لجميع الأفراد الوصول بشكل متساوٍ إلى بعضهم البعض. قد يكون البعض على بعد أميال عبر الغابات أو فوق التضاريس الوعرة ، بينما قد يعيش البعض الآخر على الفور في مكان قريب.

التباين البيئي

الجينات ليست هي الجهات الوحيدة المشاركة في تحديد التباين السكاني. تتأثر الأنماط الظاهرية أيضًا بعوامل أخرى ، مثل البيئة (الشكل 5). من المرجح أن تكون بشرة مرتادي الشواطئ أغمق من بشرة سكان المدينة ، على سبيل المثال ، بسبب التعرض المنتظم لأشعة الشمس ، وهو عامل بيئي. بعض الخصائص الرئيسية ، مثل الجنس ، تحددها البيئة لبعض الأنواع. على سبيل المثال ، لدى بعض السلاحف والزواحف الأخرى تحديد جنس يعتمد على درجة الحرارة (TSD). يعني TSD أن الأفراد يتطورون إلى ذكور إذا تم تحضين بيضهم ضمن نطاق درجة حرارة معينة ، أو إناث عند نطاق درجة حرارة مختلفة.

يمكن أن يؤدي الفصل الجغرافي بين السكان إلى اختلافات في التباين الظاهري بين تلك المجموعات السكانية. مثل التباين الجغرافي يُرى بين معظم السكان ويمكن أن يكون مهمًا. نوع واحد من التباين الجغرافي ، يسمى أ كلاين، يمكن رؤيتها على أنها مجموعات من نوع معين تختلف تدريجياً عبر التدرج البيئي. تميل أنواع الحيوانات ذوات الدم الحار ، على سبيل المثال ، إلى امتلاك أجسام أكبر في المناخات الأكثر برودة بالقرب من قطبي الأرض ، مما يسمح لها بالحفاظ على الحرارة بشكل أفضل. هذا يعتبر خط عرضي. بدلاً من ذلك ، تميل النباتات المزهرة إلى الازدهار في أوقات مختلفة اعتمادًا على مكان وجودها على طول منحدر الجبل ، والمعروف باسم cline المرتفع.

إذا كان هناك تدفق جيني بين السكان ، فمن المحتمل أن يظهر الأفراد اختلافات تدريجية في النمط الظاهري على طول الخط. من ناحية أخرى ، يمكن أن يؤدي تدفق الجينات المحدود إلى اختلافات مفاجئة ، بل وحتى الانتواع.


ملخص: إن التنوع الهائل في التسلسل الجيني هو ما يخلق التنوع الكبير في النباتات والحيوانات التي نراها اليوم. يعد التنوع الجيني أمرًا ضروريًا للتكيف مع البيئات الجديدة ، حيث يؤدي المزيد من الاختلاف في الجينات إلى المزيد من الأفراد من السكان لديهم سمات مواتية لتحمل الظروف القاسية. من ناحية أخرى ، يمكن أن يكون التنوع الجيني المنخفض مشكلة كبيرة أثناء تغير البيئات ، حيث سيتفاعل جميع الأفراد بالمثل. من المفترض أن التعديلات المعدلة وراثيًا قد تؤثر على التنوع الجيني للسكان من خلال التهجين أو النمو غير المنضبط ، لذلك يبحث العديد من الباحثين فيما إذا كان هذا صحيحًا وكيف يمكن منعه.

لمليارات السنين ، أدى التطور إلى ظهور أشكال الحياة المتنوعة على الأرض اليوم. خلقت هذه العملية أنواعًا ذات سمات وخصائص واسعة النطاق ، ومع ذلك ، فإن إنتاج المنتجات الزراعية المرغوبة عن طريق التطور الطبيعي أو التربية الانتقائية يمكن أن يكون بطيئًا للغاية. الآن وقد أصبح لدى الباحثين فهم أفضل للهندسة الوراثية ، أصبح من الممكن تجاوز التطور من خلال إدخال تعديلات وراثية على النباتات والحيوانات في المختبر. هذه الكائنات المعدلة وراثيًا مفيدة لإمدادات الغذاء لأنها تساهم في إنتاج المحاصيل بشكل أسرع (انظر هذه المقالة وهذه المقالة) ، ومقاومة الآفات (انظر هذه المقالة وهذه المقالة) ، ومصادر غذائية أكثر تغذية (انظر هذا المقال) . على الرغم من هذه الفوائد للكائنات المعدلة وراثيًا ، فمن الضروري أولاً فهم مخاطر إنتاج الكائنات المعدلة وراثيًا قبل إدخالها في البرية.

يتمثل أحد الشواغل الرئيسية للكائنات المعدلة وراثيًا في أنها ستؤدي إلى انخفاض التنوع الجيني للنباتات والحيوانات في البيئة. ما يعنيه هذا هو أن الحمض النووي ، الذي يرمز للبروتينات في الكائن الحي ، سيصبح أكثر تشابهًا بين أفراد النوع. يرتبط التنوع الجيني ارتباطًا مباشرًا بالتنوع البيولوجي ، والتنوع في سمات الكائنات الحية التي تشكل نظامًا بيئيًا ، لأن التنوع في الحمض النووي سيعلم خصائص الكائنات الحية التي تشكل السكان. يعد الحفاظ على التنوع الجيني أمرًا مهمًا للبيئة والزراعة لأن التباين المتزايد في الحمض النووي سيوفر فرصة أفضل للكائنات للتكيف مع البيئة المتغيرة.

أحد الأمثلة على الوقت الذي ساهم فيه نقص التنوع الجيني في حدوث مشكلة زراعية كبرى هو مجاعة البطاطس التي أصابت أيرلندا في منتصف القرن التاسع عشر. في ذلك الوقت ، كانت أيرلندا تعتمد اعتمادًا كبيرًا على البطاطس في التغذية ، ولم يكن نوع البطاطس الذي يزرعونه يُزرع من البذور. بدلا من ذلك ، قاموا بزراعة أجزاء من البطاطس الأم. بهذه الطريقة ، كانت جميع البطاطس مستنسخة من والديها وتحتوي على معلومات وراثية متطابقة. ثبت أن نقص التباين الوراثي في ​​محاصيل البطاطس هذه ضار عندما يكون أحد مسببات الأمراض الغازية ، P. infestans، قضت على جميع السكان [1]. نظرًا لأن جميع البطاطس تحتوي على جينات متطابقة تقريبًا ، لم تكن هناك مجموعات من البطاطس ذات سمات مواتية تسمح لها بالتهرب P. infestans. لو أن أيرلندا قد نمت أنواعًا مختلفة من محاصيل البطاطس مع المزيد من التنوع الجيني ، لكان من المرجح أن تحتوي مجموعة من البطاطس على الجينات التي توفر مقاومة للعامل الممرض. إذا كانت نسبة كبيرة بما يكفي من محاصيل البطاطس في أيرلندا مقاومة P. infestans، ربما لم تكن هذه المجاعة كارثية إلى هذا الحد.

شكل 1. انخفاض التنوع الجيني يساهم في ضعف التكيف مع البيئات المتغيرة. خلال مجاعة البطاطس الأيرلندية ، كانت معظم البطاطس مستنسخة من آبائها مع تسلسلات جينية متطابقة تقريبًا. لو كان عدد سكان البطاطس المزروعة أكثر تنوعًا وراثيًا (اللوحة العلوية) ، لكان لدى العديد من البطاطس فرصة أكبر للبقاء على قيد الحياة الممرض المميت ، P. infestans. ومع ذلك ، نظرًا لوجود تنوع وراثي منخفض في البطاطس الأيرلندية في ذلك الوقت ، تم القضاء على الغالبية العظمى من محاصيل البطاطس بواسطة العامل الممرض (اللوحة السفلية).

إذن كيف يمكن للكائنات المعدلة وراثيًا أن تؤثر على التنوع الجيني؟ أحد الاحتمالات هو أن الكائنات المعدلة وراثيًا قد تتزاوج مع النباتات أو الحيوانات البرية. والثاني هو أن السمات المفضلة يمكن أن تسمح للكائنات المعدلة وراثيًا بالاستيلاء على السكان. من السهل التكهن كيف ستؤدي هذه المواقف إلى تغييرات في التنوع الجيني ، ولكن هل لوحظت يومًا مع نمو الكائنات المعدلة وراثيًا اليوم؟


5.15: التنوع الجيني والانحراف - علم الأحياء

اليوم هو الجمعة 4 مايو 2018 تاريخ الاختبار: 5/14/18

اليوم هو الجمعة 4 مايو 2018 تاريخ الاختبار: 5/14/18

  • قم بعمل مخطط / منظم رسومي في ملاحظاتك لسرد ووصف الجزيئات الأربعة (بما في ذلك: المونومر والوظيفة والأمثلة)
  • كان الغلاف الجوي المعتقد في وقت مبكر يتألف من: غاز الهيدروجين والأمونيا والميثان وبخار الماء
  • يعتقد أن البرق تسبب في تفاعل بين الغازات
  • اختبار فرضية أوبارين
  • الغازات الموضوعة في الغرفة
  • محاكاة البرق الكهربائي
  • حدث تفاعل وتشكلت جزيئات عضوية (أحماض أمينية)

نظرية إندوسمبيوتيك - لين مارغوليس

  • البلاستيدات الخضراء والميتوكوندريا 1 st الخلايا بدائية النواة
  • الميتوكوندريا الحية والبلاستيدات الخضراء تغمرها خلايا أكبر

مقدمة في التطور

  • تؤدي عملية التغيير في التركيب الجيني للسكان إلى الصدفة أو الأحداث العشوائية التي تؤدي إلى تغيير تواتر الأليل
  • يحدث غالبًا في مجموعات صغيرة

اليوم هو الإثنين 7 مايو 2018 تاريخ الاختبار: 5/14/18

  • ضع قائمة بخصائص الحياة السبع
  • تحديد العوامل اللاأحيائية والحيوية ، ما هو مثال على كليهما؟

أمثلة على الانتقاء الطبيعي

نظرية التطور لامارك

4 نقاط لداروين للانتقاء الطبيعي

  • 1. التباين في عدد السكان
  • 2. بعض الاختلافات مواتية
  • 3. إنتاج نسل أكثر مما يمكنه البقاء على قيد الحياة
  • 4. تنتقل الصفات المواتية
  • نفس الهيكل وظيفة مختلفة
  • يقترح سلف مشترك
  • مثال: ذراع بشري ، جناح خفاش ، زعنفة حوت
  • وظيفة مماثلة بنية مختلفة
  • * لا يوجد سلف مشترك
  • مثال: أجنحة الطيور والفراشة

اليوم الأربعاء 6 ديسمبر 2017 تاريخ الاختبار: 12/18/17

مقاومة البكتيريا للمضادات الحيوية

  • 1. عدد قليل من البكتيريا المقاومة للمضادات الحيوية
  • 2. البكتيريا المعرضة للمضادات الحيوية - تحيا تلك المقاومة
  • 3. البكتيريا المقاومة تتكاثر
  • أيضا مقاومة الحشرات والأعشاب لمبيدات الآفات
  • التكيفات الهيكلية التي تمكن نوع واحد من التشابه مع نوع آخر
  • ضار يشبه الضار

اليوم هو الثلاثاء 8 مايو 2018 تاريخ الاختبار: 15/5/2018

استحقاق اليوم: تسليم تعيين الأدلة التطورية للأحماض الأمينية * إذا تم الانتهاء *

بيل رينجر - ملاحظات ذاتية التوجيه

  • ألقِ نظرة على / دوِّن ملاحظات على الشرائح 39-50 في باور بوينت الوحدة 7 Evolution. يجب أن يتم ذلك بشكل فردي على جهازك أو جهاز الكمبيوتر الخاص بك.
  • الموضوعات التي تم تناولها: أنواع الانتقاء الطبيعي ، مراجعة أدلة التطور

أنواع الانتقاء الطبيعي

السابق. الفراشة - ذات لون فاتح

نجت العث في الريف

نجا في المناطق الصناعية.

أنواع الانتقاء الطبيعي

2. التحديد الاتجاهي - الانتقاء الطبيعي الذي يفضل أحد الاختلافات المتطرفة في السمة.

السابق. عصفور غالاباغوس - متى

نجت الطيور ذات المنقار الأكبر

لأنهم يستطيعون أكل البذور.

أنواع الانتقاء الطبيعي

السابق. الزهور متوسطة الارتفاع تزدهر ،

بينما يموت قصير (لا يكفي الشمس)

ويموت طويل القامة (لا يستطيع الصمود

قصة العثة المرقطة

  • قبل الثورة الصناعية فضلت العث ذات الألوان الفاتحة
  • بعد الثورة الصناعية فضلت العث ذات اللون الداكن
  • ½ عمر C14 5600 سنة
  • ابدأ بـ 5000 وحدة من C14 ، ما المقدار المتبقي بعد 5600 عام؟
  • بعد 5600 سنة أخرى؟
  • بعد 5600 سنة أخرى؟
  • حفرية
  • هياكل متجانسة
  • الهياكل الأثرية
  • الحمض النووي
  • الأجنة
  • ملاحظات مباشرة
  • الحمض النووي - كلما كانت متواليات الحمض النووي أكثر تشابهًا (أو تسلسل حمض أمينو) ، كانت الأنواع أكثر ارتباطًا.
  • يدرس العلماء حمضنا النووي من أجل:
    • ابحث عن أسلاف مشتركين
    • تعرف على تسلسل الحمض النووي الذي تطور

    اليوم هو الثلاثاء 8 مايو 2018 تاريخ الاختبار: 15/5/2018

    موعد التسليم اليوم: تسليم تعيين الأدلة التطورية للأحماض الأمينية * إذا تم الانتهاء *

    • قم بعمل مخطط / منظم رسومي على مكتبك للنواة ، غشاء البلازما ، جدار الخلية ، الميتوكوندريا ، الفجوات ، البلاستيدات الخضراء ، الريبوسومات (تشمل: وصف الهيكل ، الوظيفة ، النبات / الحيوان / كلاهما)
    • قائمة 3 أجزاء لنظرية الخلية

    لينيوس والتسمية ذات الحدين

    • تم تعديل نظام كارل لينيوس من القرن الثامن عشر ولكنه لا يزال قيد الاستخدام حتى اليوم.
      • يُعرف كارل لينيوس باسم "أبو التصنيف"
      • بناءً على أوجه التشابه الفيزيائية والهيكلية للكائنات الحية.
      • تعكس أوجه التشابه البنيوية العلاقات التطورية للأنواع.
      • مثال: الإنسان العاقل "الرجل الحكيم"
      • يتم ترتيب التصنيفات التصنيفية من خصائص محددة جدًا إلى خصائص واسعة جدًا. هذا هو الترتيب (من الأصغر إلى الأكبر):
        • S mall هي فئة - الأنواع - الكائنات الحية التي تبدو متشابهة وتتكاثر بنجاح.
        • GENUS -gr oup من الأنواع المماثلة التي لها ميزات متشابهة وترتبط ارتباطًا وثيقًا.
        • الأسرة - هي ثاني أكبر عائلة ، وتتكون من مجموعة من الأجناس المتشابهة.
        • ORDER - هو تصنيف من عائلات مماثلة.
        • CLASS - هي أصناف من أوامر مماثلة.
        • PHYLUM - هي أصناف من فئات مماثلة. يستخدم خبراء تصنيف النبات التقسيم.
        • المملكة - تصنيف من شعب أو أقسام مماثلة.
        • أكبر تصنيف - DOMAIN - يتكون من مملكة واحدة أو أكثر.

        (المجال ، المملكة ، حق اللجوء ، الطبقة ، الترتيب ، الأسرة ، الجنس ، الأنواع)

        الآن ، اصنع ذاكرتك الخاصة. كن مستعدًا للمشاركة.

        اليوم ، نقوم بالتصنيف بناءً على نظام المجال الثالث:

        اليوم الأربعاء 9 مايو 2018 تاريخ الاختبار: 15/5/2018

        • قارن وقارن بين النقل السلبي والنشط
        • حدد التوازن. قدم مثالا على الاستتباب

        تصنيف الحياة - مراجعة

        • تاريخ التطور: هو التاريخ التطوري للأنواع.
        • Cladistics: يفترض العلماء أنه عندما تتباعد مجموعات الكائنات وتتطور من مجموعة أسلاف مشتركة فإنها تحتفظ ببعض الخصائص الموروثة الفريدة.
        • Cladogram: هو نموذج لتطور الأنواع.
        • المفتاح الثنائي: أداة تسمح للمستخدم بتحديد هوية العناصر.

        مفتاح تفاعلي ثنائي التفرع

        ممارسة الرسومات التصنيفية

        اليوم هو الأربعاء 13 ديسمبر 2017 تاريخ الاختبار: 12/18/17

        • معادلة التمثيل الضوئي. 3 عوامل تؤثر على المعدل.
        • معادلة التنفس الخلوي.
        • نوعان من التنفس اللاهوائي (نواتج كل منهما)
        • ما هو الـ ATP ، وأين يتم تخزين الطاقة في الجزيء؟

        اليوم هو الاثنين 14 مايو 2018 تاريخ الاختبار: 5/15/18 ، غدًا!

        • مقطع فيديو ديسكفري https://www.youtube.com/watch؟v=4j7GSu99LmY
            • سؤال: هل يساعد ريش الذيل الكبير والملون في ذكر الطاووس الفرد على البقاء أم الأنواع؟ أيهما أكثر أهمية؟
            • اختيار فرد على أساس سمات معينة مواتية للجنس الآخر ولكن ليس بالضرورة مواتية في البيئة.
            • تطورت دراسات السلوك المعقد للجينات في مجموعات النباتات والحيوانات إلى مجال دراسة يسمى علم الوراثة السكانية.
            • السكان لا يتطورون الأفراد.
            • يحدث التطور نتيجة تغير جينات السكان وتغير تردداتها بمرور الوقت.
            • تسمى جميع أليلات جينات السكان بالمجمع الجيني.
            • تسمى النسبة المئوية لأي أليل محدد في تجمع الجينات بالتردد الأليلي.
            • يشير التوازن الجيني إلى الحالة التي يظل فيها تواتر الأليلات في مجموعة سكانية كما هو عبر الأجيال. النتائج من تجمعات الجينات الصغيرة. مثال: مجتمع الأميش في ولاية بنسلفانيا.

            السابق. 1 - BB و Bb و bb و Bb و BB 6 من أصل 10 أليلات هي B و 4 من 10 هي ب.

            لذلك ، فإن التردد الأليلي لـ B هو 0.6 و b هو 0.4.

            لاحظ أن إجمالي التردد يجب إضافته إلى 1. (0.6 + 0.4 = 1) على سبيل المثال. 2 - Rr، RR، rr، Rr، RR ما هي الترددات الأليلية؟

            السابق. 3 - تي تي ، تي تي ، تي تي ، تي تي ، تي تي ، تي تي ، تي تي ، تي تي ما هي الترددات الأليلية؟ (ملاحظة ، هذه المرة عليك أن تقوم ببعض الرياضيات !!)

            2. العزلة الإنجابية - لم تعد قادرة على الإنجاب ، أو أن النسل عقم ، أو لم يكن عدد السكان كافياً للتكاثر.

            فيديو العزلة الجغرافية

            أنواع الانتواع (معدلات مختلفة من الانتواع)

            3. التدرج - تنشأ الأنواع من خلال تغيير تدريجي في عمليات التكيف

            4. التوازن المتقطع - يحدث الانتواع بسرعة وفي رشقات نارية سريعة.

            • الانجراف الجيني- التباين العشوائي في التردد النسبي للأنماط الجينية المختلفة في مجموعة سكانية صغيرة.
              • آلية عشوائية تقود التطور

              شرح الانجراف الجيني

              • ما هي الآلية الرئيسية التي تقود التطور؟
              • (صواب / خطأ) يمكن للفرد أن يتطور على مدار حياته.
              • ما المصطلح المستخدم لوصف جميع الجينات في السكان؟
              • ارسم رسمًا بيانيًا يوضح اختيار الاتجاه.
              • ما هي الأدلة الثلاثة التي تدعم نظرية التطور؟

              القسم 1 تحقق تابع

              • ما هي الخصائص الرئيسية للمملكة النباتية؟
              • ما اثنين من الأصناف الاسم العلمي للكائنات الحية؟
              • أنت تحاول التعرف على شجرة غير معروفة في الغابة. ما هو نموذج التصنيف الأكثر فائدة؟
              • ماذا يظهر cladogram؟
              • كم عدد مجالات الحياة هناك؟

              القسم 2: سلوك الحيوان

              مقدمة في سلوك الحيوان

              اليوم الخميس 10 مايو 2017 تاريخ الاختبار: 5/15/18

              • صف ما يحدث في كل مرحلة من مراحل دورة الخلية.
              • وصف / لخص ما يحدث في كل مرحلة من مراحل الانقسام الفتيلي.
              • لماذا من المهم أن يحدث تكرار الحمض النووي قبل انقسام الخلية؟

              اليوم الخميس 10 مايو 2017 تاريخ الاختبار: 5/15/18

              • اختر ورقة مفردات سلوك الحيوان ، استخدم الشرائح 87-109 من الوحدة 7 باوربوينت (التطور) لملء مربع التعريف لكل مصطلح.
              • في الأجواء الحارة
              • انخفاض درجة الحرارة والتنفس واستهلاك O
              • الزواحف تذهب تحت الأرض في النهار
              • ليلي - إطعام في الليل

              مقاطع فيديو للسلوك المكتسب

              مراجعة سلوك الحيوان

              1. اشرح الفرق بين السلوك الفطري والمتعلم.

              2. ما نوع السلوك المكتسب الذي مثلته كلاب بافلوف؟

              3. ما هي دورة تنظيم الضوء لمدة 24 ساعة؟

              4. كبرياء الأسود له زعيم مهيمن واضح. ما هو هذا مثال؟

              5. ما هي الاستجابة التلقائية البسيطة لمنبه؟

              6. في نهاية كل فصل دراسي عندما يدق الجرس ، تستيقظ وتذهب إلى الصفوف التالية دون التفكير في ذلك. ما هو هذا مثال؟


              5.15: التنوع الجيني والانحراف - علم الأحياء

              مطلوب الاشتراك في J o VE لعرض هذا المحتوى. ستتمكن من رؤية أول 20 ثانية فقط.

              يتوافق مشغل الفيديو JoVE مع HTML5 و Adobe Flash. المتصفحات القديمة التي لا تدعم HTML5 وبرنامج ترميز الفيديو H.264 ستظل تستخدم مشغل فيديو يعتمد على Flash. نوصي بتنزيل أحدث إصدار من Flash هنا ، لكننا ندعم جميع الإصدارات 10 وما فوق.

              إذا لم يساعد ذلك ، فيرجى إخبارنا بذلك.

              بالإضافة إلى الانتقاء الطبيعي ، يمكن أن تتغير الترددات الأليلية في مجتمع ما بمرور الوقت عن طريق الطفرات وتدفق الجينات والانحراف الجيني.

              يمكن إنشاء التنوع الجيني في مجموعة ، على سبيل المثال ، هذه الخنافس ، ببساطة عن طريق الطفرات العشوائية. يتم القضاء بسرعة على الطفرات الضارة في الحمض النووي للكائنات الحية عن طريق الانتقاء الطبيعي ، بينما تنتشر الطفرات المفيدة.

              بالإضافة إلى ذلك ، يمكن للجينات من خارج السكان أن تساهم في التباين الجيني من خلال هجرة أفراد جدد. عندما تتبادل الخنافس من مجموعتين أفرادًا بشكل منتظم ، فإن مجموعتي الجينات ستصبح في النهاية أكثر تشابهًا.

              أخيرًا ، إذا انخفض حجم السكان بسبب بعض الأحداث العشوائية ، مثل العاصفة ، فمن المحتمل أن تتغير الترددات الأليلية بشكل كبير ، وذلك ببساطة بسبب العدد الأصغر من الأليلات المتبقية في السكان. يشار إلى هذا التغيير باسم الانجراف الجيني.

              32.3: الطفرة وتدفق الجينات والانحراف الجيني

              في مجتمع ليس في حالة توازن هاردي واينبرغ ، يتغير تواتر الأليلات بمرور الوقت. لذلك ، فإن أي انحرافات عن الشروط الخمسة لتوازن هاردي-واينبرغ يمكن أن تغير التباين الجيني لمجموعة سكانية معينة. تشمل الظروف التي تغير التباين الجيني للسكان الطفرات ، والانتقاء الطبيعي ، والتزاوج غير العشوائي ، وتدفق الجينات ، والانحراف الجيني (حجم السكان الصغير).

              آليات التنوع الجيني

              المصادر الأصلية للتنوع الجيني هي الطفرات ، وهي تغييرات في تسلسل النوكليوتيدات في الحمض النووي. تخلق الطفرات أليلات جديدة وتزيد من التباين الجيني. لا تسبب معظم الطفرات تغيرات كبيرة في صحة أو أداء الكائن الحي. ومع ذلك ، إذا قللت الطفرة من فرص البقاء على قيد الحياة ، فقد يموت الكائن الحي قبل التكاثر. لذلك ، من المرجح أن يتم القضاء على هذه الطفرات الضارة عن طريق الانتقاء الطبيعي.

              يمكن للأفراد في المجتمعات الطبيعية أيضًا اختيار زملائهم بناءً على خصائص معينة ، وبالتالي لا يتكاثرون بشكل عشوائي. في هذه الحالة ، ستصبح أليلات السمات التي يتم اختيارها ضدها أقل تواترًا في السكان.

              علاوة على ذلك ، يمكن للسكان تجربة تدفق الجينات ، ونقل الأليلات داخل وخارج تجمعات الجينات ، بسبب الهجرة. لوحظ مثال كلاسيكي على تدفق الجينات في معظم أنواع البابون. تتزاوج إناث قرد البابون في أغلب الأحيان مع الذكور المهيمنة في المجموعة. غالبًا ما يترك ذكر قرد البابون الأحداث قوات الولادة ، على الأرجح لتجنب زواج الأقارب ، والانضمام إلى فرقة جديدة ، حيث قد ينقلون جيناتهم إلى الأبناء.

              في الانجراف الجيني ، تغير أحداث الصدفة ترددات الأليل للسكان. قد يؤدي اضطراب كبير ، مثل كارثة طبيعية ، إلى تقليل حجم السكان بشكل كبير وبالتالي تقليل التباين الجيني. تم اختيار التركيب الناتج لمجموعة الجينات بشكل عشوائي (أي أن البقاء على قيد الحياة من الاضطراب لم يتم تحديده من خلال التكوين الجيني للفرد). يسمى هذا الحد من التنوع الجيني عنق الزجاجة الجيني.

              في بعض الأحيان ، قد ينقسم السكان إلى مجموعات سكانية أصغر بسبب التطور الحضري أو أحداث أخرى. تبدأ مجموعة جديدة من السكان من قبل مجموعة صغيرة من السكان الأصليين وبالصدفة ، قد يكون الأليل النادر سابقًا متكررًا نسبيًا. يُعرف هذا التأثير على ترددات الجينات بتأثير المؤسس.

              أهمية التباين الجيني

              الاختلاف الجيني هو أساس التطور. يمكن أن يحدث الانتقاء الطبيعي فقط في حالة وجود أشكال متعددة من الجينات (الأليلات) في المجتمع و mdash للأليلات التي تمنح ميزة اللياقة في ظل الظروف الحالية. من ناحية أخرى ، يمكن أن يكون لفقدان التنوع الجيني آثار ضارة على السكان. إذا كانت مجموعة الجينات لا تحتوي على متغيرات جينية تعزز البقاء والتكاثر عندما تتغير البيئة ، فلن يتمكن السكان من التكيف وقد يختفون. تكون هذه الآثار السلبية أكثر وضوحًا في المجموعات السكانية الأصغر ، حيث أن مجموعة الجينات أصغر في البداية. السكان الأصغر هم بالتالي أكثر عرضة للأحداث العشوائية. غالبًا ما تركز جهود الحفظ على زيادة التباين الجيني من خلال التربية الانتقائية للأفراد في التجمعات الصغيرة والمعرضة للانقراض.

              Serieys و Laurel E.K و Amanda Lea و John P.Pullinger و Seth P.D Riley و Robert K. Wayne. & ldquo يؤدي المرض والطرق السريعة إلى التغيير الجيني في سكان البوبكات الحضريين. & rdquo تطبيقات تطورية 8 ، لا. 1 (2015): 75 & ndash92. [مصدر]

              ميلر ، ويب ، فانيسا م. هايز ، أكروش راتان ، ديزيريه سي بيترسن ، نيكولا إي ويتكيندت ، جايسون ميلر ، بريان والينز ، وآخرون. & ldquo التنوع الجيني والبنية السكانية للجرابي المهددة بالانقراض Sarcophilus harrisii (شيطان تسمانيا). & rdquo وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم 108 ، لا. 30 (26 يوليو 2011): 12348 & ndash53. [مصدر]


              جغرافية فيلوجغرافيا الكهف هولتيني: دليل على الانجراف الجيني البطيء في حزاز مفكك على نطاق واسع

              هيكل السكان وتاريخهم غير معروفين بشكل جيد في معظم الزنابق المحززة. تعرض العديد من الأنواع مفارقات على نطاق واسع دون النوعية ، والتي تم تفسيرها بالتناوب من خلال تجزئة النطاق في الأنواع ذات العمر المرتفع والتشتت على نطاق واسع لمسافات طويلة. باستخدام الحزاز الكهف هولتيني، وهو مفصول على نطاق واسع في جميع أنحاء أمريكا الشمالية وأوروبا ، تم استنتاج تاريخ السكان في العصر البليستوسيني والهولوسين. تم ترتيب فاصل النسخ الداخلي (ITS) وجزء من منطقة المباعد الجينية (IGS) من الحمض النووي الريبوزومي النووي في 300 فرد يمثلون 62 مجموعة عبر نطاق الأنواع. في حين تم العثور على أربعة أنماط فردانية سلفية في جميع المناطق ، لا يوجد أي من أنماط الفردانية الطرفية المرصودة في أكثر من واحد من نطاقات الأجزاء الثلاثة. على الرغم من أن هذا دليل على حدث تجزئة سابق ، إلا أن تحليل الكليد المتداخل (NCA) يظل ملتبسًا في الاختيار بين التجزئة التماثلية والتشتت لمسافات طويلة. توزيعات عدم التطابق تشير إلى نمو سكاني أسي ، ربما خلال غزو ما بعد العصر الجليدي جيم هولتيني في المناطق المتجمدة سابقًا في غرب أمريكا الشمالية. تم الاستدلال على وجود واحد على الأقل من الأنهار الجليدية الجنوبية وواحد على الأقل شمالي في جنوب وسط ألاسكا. الدليل على ملجأ آخر في جزر الملكة شارلوت أو أرخبيل الإسكندر غير حاسم بسبب أخذ عينات متفرقة. ومع ذلك ، لم يتم تأكيد توسيع النطاق بشكل لا لبس فيه من قبل NCA. إن القوة المحدودة لـ NCA لاستنتاج تجزئة النطاق والتوسعات الماضية ترجع على ما يبدو إلى شبكة النمط الفرداني الضحلة والأنماط الفردانية السلفية على نطاق واسع. يمكن تفسير ذلك من خلال الانجراف الجيني البطيء الذي يتسبب في إزالة غير كاملة للأنماط الفردانية السلفية من مناطق ما بعد التجزئة وما بعد التوسع.


              بيان التأليف

              ابتكر PN و JF التجربة في البداية وساعد جميع المؤلفين في صقل التجربة والتصميم الجينومي. أجرى PN و AAC و TEF التجربة الميدانية. أجرى AAC و TLP العمل المخبري. أجرى ZG و CAB و TLP ad PN تحليلات. قدم ZG و CAB طرقًا جديدة. كتب ZG و PN المخطوطة الأولية وساهم جميع المؤلفين في المراجعات.

              يرجى ملاحظة ما يلي: الناشر غير مسؤول عن محتوى أو وظيفة أي معلومات داعمة مقدمة من المؤلفين. يجب توجيه أي استفسارات (بخلاف المحتوى المفقود) إلى المؤلف المقابل للمقالة.


              شاهد الفيديو: المرحلة الثانوية - علم البيئة - المحافظة على التنوع الحيوي (شهر فبراير 2023).